小型農業機械在設施蔬菜省力化生產上的示范應用

馮杰明1郝東生王項羽

（1北京市密云縣農業服務中心，北京 101500；2密云縣農機技術推廣站，北京 101500）

小型農業機械在設施蔬菜省力化生產上的示范應用

馮杰明1郝東生2王項羽2

（1北京市密云縣農業服務中心，北京 101500；2密云縣農機技術推廣站，北京 101500）

北京市密云縣農業服務中心結合當地實際需要，通過引進小型化、省力化、安全性強、簡單實用的新機械，經過試驗、篩選，實現本地化應用。近幾年重點試驗、研究、推廣了幾個設施蔬菜省力化生產新機械。

設施蔬菜生產屬于勞動密集型、勞動強度大的產業，對農民的體力要求較高。而目前農村勞動力日益短缺，新生代農民不愿意從事繁重的體力勞動，使得設施蔬菜生產人工成本不斷提高。一方面導致蔬菜價格上漲，影響消費者利益；另一方面降低了菜田經濟效益，影響農民利益。甚至有些基地因為勞動力短缺，放棄了蔬菜生產，大片設備精良的設施溫室閑置，造成了土地、資源的巨大浪費。因此，迫切需要研究、推廣一批適宜設施蔬菜生產的小型農業機械，替代人力，提高設施蔬菜省力化生產水平，降低勞動強度，解決農村勞動力嚴重不足的問題，促進設施蔬菜生產的可持續發展。

1 北京市郊設施蔬菜機械應用現狀

京郊普遍采用的設施溫室為內跨7～8 m，頂高3.5～4.0 m，后墻高2.5 m、寬0.5 m（磚+保溫板），前屋面拱形、后屋面為水泥預制板覆蓋的鋼架結構，無立柱、無加溫的節能型日光溫室。普遍應用的配套機械只有卷簾機、微耕機（田園管理機）、滴灌帶水肥一體化設備，其他適宜的農機裝備明顯不足。另外，農民的經濟收入還不夠穩定，對新型機械投資能力有限，加上受溫室操作環境的影響，一些傳統農用機械不適用。所以，目前設施蔬菜常規農事操作基本以人力為主，相關實用機械的試驗研究與推廣應用還是空白。

北京市密云縣農業服務中心結合當地實際需要，在引進小型化、省力化、安全性強、簡單實用的新機械的基礎上，經過試驗、篩選，實現本地化應用。采取邊引進、邊試驗、邊研發、邊推廣的方式，逐步推進全縣設施蔬菜省力化生產機械的應用，最終達到提高設施蔬菜生產水平和經濟效益的目的。

2 小型蔬菜機械的研制和推廣應用

2.1 小型人力蔬菜播種機

設施溫室多為東西走向，為了采光和農事操作，通常采用南北起壟的方式進行種植，因此每一壟的長度非常短，常規的拖拉機拖掛播種機的播種方式在溫室內根本無法使用。

小型人力蔬菜播種機（圖1）的特點：一是播種機使用模塊化設計，機體緊湊，調節方便，可自由調節播種輪、行距及播深，播種輪有多種規格可選，適合絕大多數棚內作物；拆裝方便，每個單排播種器作為一個單元，可以組裝成為單行、雙行或多行播種器。二是大大提高播種效率。使用小型人力蔬菜播種機進行播種作業，開溝、播種、覆土、鎮壓4道工序一次完成。經實際操作測試，使用3行配置的機械每人每天可播種5個標準棚，比傳統兩人一組的播種方式快10倍以上。三是操作簡單。經過簡單培訓農戶就能夠很好地掌握實用技術；四是小巧靈活，設計緊湊，并帶有倒退防誤播等設計，特別適合在大棚類的狹小空間內進行作業，播種輪的防靜電、防漏播效果明顯，使用可靠、故障率低。

圖1 小型人力蔬菜播種機

2.2 溫室軌道式運輸車

標準的日光溫室通常為東西走向，總長60～80 m，為了更好地體現保溫效果，出入口只設在溫室有工作間的一方，靠近后墻處設一狹窄的過道，用于行走和運輸。如果農民在溫室內運輸產品、肥料等生產資料要走60～80 m，耗費大量體力。為此，北京市密云縣農業服務中心設計了溫室軌道式運輸車來幫助解決這個問題。

在溫室靠近后墻的過道上，安裝一條小型軌道，配上帶有輪子的小型推車，就形成了溫室軌道式運輸車系統（圖2）。其特點：一是安裝簡單，對棚室設備要求低。有些同類產品是把物資運送設備安裝在溫室后墻或是鋼骨架上，這樣會增加后墻、溫室骨架的承重，從而造成不安全隱患。而軌道式運輸車與懸掛式小車相比，對于溫室的結構強度和內部空間沒有太大要求，適合大部分溫室安裝。二是使用方便，操作簡單。軌道式小車在軌道上行駛時方向固定，單手即可操作，一個人就可以輕松運送100 kg以上的物品，提高了勞動者一倍以上的工作效率；只要軌道間距相同，小車還可以在各個棚室之間隨意使用，提高使用效率；而且不會占太多溫室內部空間。三是成本低，農民樂于接受。以懸掛式小車為例，長度60 m的溫室需要成本1萬元，而軌道式運輸車只需要3 000元左右。四是利用率高。軌道式運輸車可以用于運送產品、商品肥、農具、噴藥機等，一車多用，省力化作用明顯。

圖2 溫室軌道式運輸車

2.3 溫室移動式噴藥機

傳統溫室內一般用人力背負式噴藥機進行噴藥，由于藥罐的容量小，一個標準溫室往往需要好幾罐藥液才能完成噴藥工作，重復勞動量大，費時費力，效率低。

北京市密云縣農業服務中心在移動式軌道車的基礎上設計了一種小型噴藥機械，該機械使用與溫室小車相同的底盤，與小車一樣靈活方便，同時節省了成本（圖3）。藥罐的大小正好滿足一個標準棚的藥液用量，解決了以前一個棚需要多次藥液配比的問題，可以節約2/3的勞動時間，工作效率大大提高。

圖3 溫室移動式噴藥機

噴藥機用小型汽油機作為動力源，采用霧化效果好的柱塞泵及噴頭，確保藥液壓力穩定，霧化質量與傳統人力噴藥機相比顯著提高，能夠減少由于霧化效果差造成的多余藥液流進土壤，從而減少藥液使用量10%，降低空氣與土壤污染。

2.4 大棚遙控卷簾系統

大棚卷簾機的普及率已經比較高，但是在安全性及工作可靠性上還有一定的缺點：一是效率低，二是存在發生人身意外安全事故的隱患。為解決這些問題，北京市密云縣農業服務中心為大棚卷簾機引進了兩套嵌入式遙控控制設備，操作工可通過遙控進行保溫被的卷、放工作，并且在有意外發生時，按下遙控器即可隨時使卷簾機停止工作。這兩套設備具有獨特的“遙控器控制”及“行程控制”開關（圖4）。

圖4 大棚遙控卷簾系統

大棚遙控卷簾系統的優勢：一是節省人力。大棚卷簾是一項非常費時間的工作，以前的設備每臺都需要有人看守，稍有疏忽就會發生卷過頭、卷翻過后墻的現象。并且由于各個溫室卷、放棉被時間大致相同，需要同時工作。此時園區的人手就會嚴重不足。而具有“行程開關”的大棚卷簾機可以自動在保溫被到達預定位置后斷電，免去傳統卷簾機需要人看守的麻煩，解決了開關保溫被這一勞動力“瓶頸”，園區人員的工作效率提高近20倍。

二是防止意外。在大棚卷簾機工作時，如果操作工衣物或身體部位不慎被卷進保溫被，非常危險，必須立即關閉電源，停止卷簾機工作方能保證人身安全。這個時候如果周圍沒有其他人幫忙，電源不能自行斷開，卷簾機會慢慢地將人卷進棉被，造成嚴重的人身傷害甚至致人死亡；加裝了控制單元后用隨身攜帶的遙控器可及時將卷簾機停下，避免悲劇的發生。經過一年的試驗，這兩套卷簾機控制器均未發生故障，可靠性滿足當初的實驗需求。

2.5 溫室落蔓裝置

設施溫室在種植黃瓜、番茄等作物時，每隔一段時間需要對作物進行落蔓。傳統的落蔓方式是人工逐株進行，不僅非常費工而且容易損傷植株，使農作物產量下降。北京市密云縣農業服務中心設計了一套溫室落蔓裝置（圖5）：將多排鋼管安裝在栽培畦的正上方，吊蔓繩固定在圓管架上，當植株需要落蔓時只需要將整根鋼管旋轉幾圈就能一次性對整壟植株實施落蔓工作，效率是傳統人工的幾十倍。

經實地安裝測算，一個標準日光溫室的落蔓工作使用傳統方法一個人需要5個工作日，共計40個工時才能完成，而安裝落蔓裝置后只需不到1小時就能完成，工作效率是以前的40倍；而且這套裝置主要結構由普通鋼管構成，不僅成本相對低廉，可靠性也較高，在使用過程中還未出現過故障。

圖5 溫室落蔓裝置

3 設施蔬菜機械應用存在的問題

① 目前適合設施蔬菜生產使用的經濟實用、成熟的小型農機具還比較少，且缺乏統一的規格和標準。

② 農機農藝還需要深度融合。從蔬菜品種的選擇，到栽培方式的改變，都是一個農藝適應農機的過程，實現機械化生產必須要在機械操作的條件下進一步改良農藝生產技術，與之相適應，才能更大限度地發揮農機的作用，也更有利于農機的推廣應用。

③ 現階段農民的投資能力還很有限，設施蔬菜機械的推廣需要一定的資金支持。

④ 設施蔬菜機械應用以小型化、省力化為重點，且應能提供配套的機具維修服務。

⑤ 推廣應用設施蔬菜省力化生產機械需要與新型職業農民培訓相結合，進一步提高農民的綜合素質，才能使先進的機械得到廣泛應用。

馮杰明，高級農藝師，專業方向：蔬菜、農機，電話：010-69068870，E-mail：fjmkjk@163.com

2014-05-28；接受日期：2014-06-03